Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz
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Ergebnisse<br />
TB 04<br />
Thema<br />
Erstellung von hybriden Voxelmodellen zur Optimierung von Bildqualität und Dosis in der Radiographie<br />
Subject<br />
Construction of hybrid voxel models for optimising image quality and dose in radiography<br />
Kennzeichen<br />
3609S40002<br />
Beginn<br />
01.09.2009<br />
Ende<br />
31.05.<strong>2012</strong><br />
Fördermittel<br />
EUR 302.841,-<br />
Forschungs- / Auftragnehmer<br />
Helmholtz Zentrum München<br />
Projektleitung<br />
M. Zankl<br />
Fachbetreuung BfS<br />
Dr. D. Noßke / AG-SG 2.2<br />
verantwortlich <strong>für</strong> den Text<br />
Dr. M. Greiter, <br />
Dr. N. Petoussi-Henß, <br />
Dr. H. Schlattl, M. Zankl<br />
1. ZIELSETZUNG<br />
Ziel des Vorhabens war es, hybride Voxelmodelle (Voxelmodelle mit hoch aufgelöster Segmentierung einzelner<br />
Organe) und Verfahren zu entwickeln, anhand derer außer der Patientendosis auch die Bildqualität <strong>für</strong> typische<br />
radiographische Verfahren (Thoraxaufnahme und Mammographie) bestimmt werden kann. Die Ergebnisse<br />
bilden eine Grundlage da<strong>für</strong>, mittels Simulationsrechnungen Zusammenhänge zwischen Patientendosis<br />
und Bildqualität zu untersuchen und Verfahren zur Optimierung von Dosis und Bildqualität zu entwickeln.<br />
2. EINZELZIELSETZUNG<br />
2.1 ERSTELLUNG VON HYBRIDEN VOXELMODELLEN<br />
Für die Lunge und die weibliche Brust sollten hoch aufgelöste Feinstrukturen erstellt werden (50 μm in allen<br />
Dimensionen). Daraufhin sollten Verfahren entwickelt werden, um die erstellten Feinstrukturen von Lunge und<br />
weiblicher Brust in das Voxelmodell eines Erwachsenen einzupassen. Die Auflösung dieses Voxelmodells<br />
sollte mindestens der des männlichen erwachsenen ICRP (International Commission on Radiological Protection)-Referenzmodells,<br />
d. h. 2,2 x 2,2 x 8 mm 3 , entsprechen. Für die Mammographie sollte dabei das Voxelmodell<br />
einer erwachsenen Frau verwendet und die Komprimierung der Brust bei der Aufnahme berücksichtigt<br />
werden.<br />
2.2 ENTWICKLUNG VON METHODEN ZUR DOSISBERECHNUNG UND QUANTIFIZIERUNG DER<br />
BILDQUALITÄT MIT HYBRIDEN VOXELMODELLEN<br />
Es sollten Programme zur Simulation des Strahlentransports in den erstellten Hybrid-Voxelmodellen, d. h. in<br />
Volumenelementen mit verschiedenem Maßstab, entwickelt werden, wobei ein digitales Bildaufzeichnungssystem<br />
(Pixelgröße höchstens 100 μm, bei Thoraxaufnahmen höchstens 200 μm) mit verwendetem Raster<br />
als zusätzliches Element zu berücksichtigen war. Ferner sollten Zielparameter zur Bestimmung der Bildqualität<br />
(mindestens das Kontrast-/Rauschverhältnis) und Anforderungen daran definiert werden.<br />
2.3 BESTIMMUNG VON DOSIS UND BILDQUALITÄT FÜR THORAXAUFNAHMEN UND MAMMO-<br />
GRAPHIEN<br />
Für Thoraxaufnahmen und Mammographien sollten Organdosen und effektive Dosis sowie die zuvor festgelegten<br />
Parameter zur Beschreibung der Bildqualität bei Annahme realistischer Aufnahmeparameter (Spannung,<br />
Filter- und Anodenmaterial) berechnet werden. Dabei sollte die Anzahl der simulierten Photonengeschichten<br />
in der gleichen Größenordnung sein wie in der realen Aufnahme.<br />
3. METHODIK<br />
Die angewandten Methoden umfassten die Segmentierung hoch aufgelöster Bilddatensätze, deren Einpassung<br />
in vorhandene Voxelmodelle geringerer Auflösung, die Simulation des Strahlentransports unter Berück-<br />
40 Ergebnisse der abgeschlossenen Forschungsvorhaben im Jahr <strong>2012</strong> - TB 04
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